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Universidade Presbiteriana Mackenzie 1 A ENERGIA FOTOVOLTAICA NO PROJETO DE ARQUITETURA Lais Suemi Sunaga (IC) e Maria Augusta Justi Pisani (Orientadora) Apoio: PIBIC CNPq Resumo A partir da necessidade de encontrar soluções sustentáveis para a escassez energética das cidades e o fato de o edifício ser elemento fundamental na formação destas, este trabalho visa o estudo da relação entre a energia renovável fotovoltaica e o projeto de arquitetura. Os equipamentos que produzem energia fotovoltaica incorporados na arquitetura têm que ser estudados sob o ponto de vista das possibilidades de concepção de projeto, para que os arquitetos possam utilizá-los sem prejuízo dos resultados formais de seus projetos. Os objetivos desta pesquisa foram: Identificar soluções arquitetônicas, internacionais e nacionais, que fazem uso de placas fotovoltaicas, a partir do ano de 2000; relacionar os sistemas de geração de energia fotovoltaica encontrados nos projetos de arquitetura identificados e registrar e analisar as relações entre a linguagem da arquitetura proposta e os elementos onde as placas fotovoltaicas foram acopladas. O método utilizado nesta pesquisa passou por levantamentos bibliográficos, estudo de campo e análise dos resultados. A pesquisa permitiu descobrir a diversidade de tipos de placas fotovoltaicas bem como o potencial energético do país, possibilitando o desenvolvimento de inúmeras formas de integração entre e energia fotovoltaica e a arquitetura. A compreensão e a divulgação deste tipo de componente construtivo atrelado ao interesse no emprego destes podem minimizar o consumo de energia e contribuir na busca de edifícios e cidades sustentáveis. Palavras-chave: Arquitetura, energia fotovoltaica, sustentabilidade Abstract From the need to find sustainable solutions to energy scarcity in cities and the fact that the building is a key element in the formation of these, this work aims at studying the relationship between renewable energy and photovoltaic architectural design. The equipment that produces photovoltaic embedded in the architecture must be studied from the point of view of project design possibilities for architects to use them without prejudice to the formal results of their projects. The objectives were to: Identify architectural solutions, national and international, that make use of photovoltaic panels, from the year 2000; inventory systems photovoltaic power generation found in the architectural projects identified and record and analyze the relationships between language of the proposed architecture and where the photovoltaic elements were engaged. The method used in this research underwent bibliographic surveys, field study and analysis of the results. The research allowed discovering the diversity of types of photovoltaic panels and the energy potential of the country, enabling the development of many forms of integration and architecture, and photovoltaics. The understanding and dissemination of this type of constructive component linked to interest in using these can minimize energy consumption and contribute to the pursuit of sustainable buildings and cities. Key-words: Architecture, photovoltaic energy, sustainability

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Em parceria com a Professora Helena Abascal, publicamos os relatórios das pesquisas realizados por alunos da fau-Mackenzie, bolsistas PIBIC e PIVIC. O Projeto ARQUITETURA TAMBÉM É CIÊNCIA difunde trabalhos e os modos de produção científica no Mackenzie, visando fortalecer a cultura da pesquisa acadêmica. Assim é justo parabenizar os professores e colegas envolvidos e permitir que mais alunos vejam o que já se produziu e as muitas portas que ainda estão adiante no mundo da ciência, para os alunos da Arquitetura - mostrando que ARQUITETURA TAMBÉM É CIÊNCIA.

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Universidade Presbiteriana Mackenzie

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A ENERGIA FOTOVOLTAICA NO PROJETO DE ARQUITETURA

Lais Suemi Sunaga (IC) e Maria Augusta Justi Pisani (Orientadora)

Apoio: PIBIC CNPq

Resumo

A partir da necessidade de encontrar soluções sustentáveis para a escassez energética das cidades e o fato de o edifício ser elemento fundamental na formação destas, este trabalho visa o estudo da relação entre a energia renovável fotovoltaica e o projeto de arquitetura. Os equipamentos que produzem energia fotovoltaica incorporados na arquitetura têm que ser estudados sob o ponto de vista das possibilidades de concepção de projeto, para que os arquitetos possam utilizá-los sem prejuízo dos resultados formais de seus projetos. Os objetivos desta pesquisa foram: Identificar soluções arquitetônicas, internacionais e nacionais, que fazem uso de placas fotovoltaicas, a partir do ano de 2000; relacionar os sistemas de geração de energia fotovoltaica encontrados nos projetos de arquitetura identificados e registrar e analisar as relações entre a linguagem da arquitetura proposta e os elementos onde as placas fotovoltaicas foram acopladas. O método utilizado nesta pesquisa passou por levantamentos bibliográficos, estudo de campo e análise dos resultados. A pesquisa permitiu descobrir a diversidade de tipos de placas fotovoltaicas bem como o potencial energético do país, possibilitando o desenvolvimento de inúmeras formas de integração entre e energia fotovoltaica e a arquitetura. A compreensão e a divulgação deste tipo de componente construtivo atrelado ao interesse no emprego destes podem minimizar o consumo de energia e contribuir na busca de edifícios e cidades sustentáveis.

Palavras-chave: Arquitetura, energia fotovoltaica, sustentabilidade

Abstract

From the need to find sustainable solutions to energy scarcity in cities and the fact that the building is a key element in the formation of these, this work aims at studying the relationship between renewable energy and photovoltaic architectural design. The equipment that produces photovoltaic embedded in the architecture must be studied from the point of view of project design possibilities for architects to use them without prejudice to the formal results of their projects. The objectives were to: Identify architectural solutions, national and international, that make use of photovoltaic panels, from the year 2000; inventory systems photovoltaic power generation found in the architectural projects identified and record and analyze the relationships between language of the proposed architecture and where the photovoltaic elements were engaged. The method used in this research underwent bibliographic surveys, field study and analysis of the results. The research allowed discovering the diversity of types of photovoltaic panels and the energy potential of the country, enabling the development of many forms of integration and architecture, and photovoltaics. The understanding and dissemination of this type of constructive component linked to interest in using these can minimize energy consumption and contribute to the pursuit of sustainable buildings and cities.

Key-words: Architecture, photovoltaic energy, sustainability

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INTRODUÇAO

Diante do planeta cada vez mais escasso de recursos naturais, crescimento desordenado

de metrópoles, de população e conseqüentemente de seus impactos, torna-se necessária a

participação do arquiteto e urbanista na decisão de projetos adequados ao meio ambiente.

Segundo Pisani et al (2008, p.12): “O tema sustentabilidade está presente em todo o mundo,

ao menos há três décadas, com relevância na relação entre os recursos naturais, a

biodiversidade, o futuro da economia e as implicações no desenvolvimento social e com isso

o respeito à diversidade cultural dos povos.” Sobre a questão Kato (2007) afirma que com a

presença de um sociedade mundial que cada vez mais carece de novas demandas, surge a

preocupação com os possíveis efeitos climáticos irreversíveis na Terra e com a

dependência mundial da produção energética para realização de quaisquer atividades.

De acordo com Habitare: resultados de impacto 1995|2007 (s/d, p.20):

“As avaliações do Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática

(IPCC) mostram que a eficiência energética tem um papel central na

redução do aquecimento global. Os relatórios do órgão das Nações Unidas

responsável por produzir informações científicas sobre o aquecimento global

indicam que é mais econômico investir na melhoria da eficiência energética

das construções do que aumentar a produção de energia.”

O Brasil possui aproximadamente 8,5 milhões de quilômetros quadrados, com mais de sete

mil quilômetros de área litorânea e diversas condições favoráveis para ser um dos países

com maior potencial energético do mundo. A partir do século XXI, até as reservas de

combustíveis fósseis são consideradas vantajosas após o descobrimento da camada pré-

sal, porém o potencial de energia solar do território Brasileiro é suficientemente abundante

para tornar o país auto-suficiente em energia. Segundo ANEEL, (apud

CRESESB,1999,p.26) ”estima-se que a energia solar incidente sobre a superfície terrestre

seja da ordem de 10 mil vezes o consumo energético mundial.” Este dado é surpreendente,

pois demonstra quanto recurso energético os brasileiros desperdiçam, ou deixam de

aproveitar, todos os dias.

Sendo assim, no que se refere ao uso de energias renováveis encontra-se na energia solar

uma das alternativas mais promissoras para enfrentar os desafios de eficiência energética

mundial do novo milênio. De acordo a ANEEL (2002), a energia solar é responsável pela

origem de praticamente todas as outras fontes de energia, como a energia hidráulica, a

biomassa, a eólica, os combustíveis fósseis e das ondas e correntes marinhas.

Edwards (2005) calcula que os edifícios consomem aproximadamente 45% da energia

gerada, utilizando-a com iluminação, aquecimento, resfriamento, aparelhos eletrodomésticos

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e outros usos. Portanto, as cidades são as maiores consumidoras da energia gerada no

planeta, e é por esse motivo que o conhecimento de outras formas de energia se torna

fundamental para a atuação dos arquitetos e urbanistas.

A energia solar é empregada de forma passiva na história da arquitetura e urbanismo desde

o Egito antigo. Antes das invenções de sistemas mecânicos e artificiais para auxiliar o

desempenho dos edifícios, a preocupação dos projetistas em iluminar, aquecer e resfriar os

ambientes dependia exclusivamente do estudo e do emprego da energia do sol. (FRETIN,

2009)

As primeiras construções que empregaram placas fotovoltaicas, utilizaram esse sistema

apenas sobrepondo-as na arquitetura existente, como um equipamento de aquecimento

solar de água, e que muitas vezes acarreta num resultado antiestético à obra em si e

também empobrecem a qualidade do seu entorno. (FRETIN, 2009). Estas edificações não

foram frutos de um projeto arquitetônico que levasse em conta a condicionante da energia

solar desde os primeiros croquis.

Fretin (2009, p.247) comenta que, do mesmo modo que a eletricidade causou um impacto

significativo nos projetos e na arquitetura e urbanismo do século XX, é provável que o

aproveitamento de energia solar, quando for um componente do partido do projeto irá

modificar ou incrementar o produto final e, principalmente o processo projetual, pois

implicará num estudo da linguagem arquitetônica com mais um componente que possui

função pré-determinada.

Dentro destas premissas, esta pesquisa possui importância ambiental e social destacada

para a área de projeto de arquitetura e urbanismo, pois os resultados acrescentarão

conhecimentos específicos para serem aplicados nas soluções projetuais de baixo impacto

ambiental. Além dessa importância, destaca-se que um dos quesitos analisados e exigidos

nas certificações internacionais e nacionais.

O consumo energético dos edifícios é o fator que impacta de forma negativa o meio

ambiente, conforme analisam os trabalhos de Silva (2003) e Cardoso (2002). Lamberts,

Dutra, e Pereira (1997) apontam que as características da arquitetura com eficiência

energética e o consumo de energia levado em conta para avaliar um edifício não deve ser

apenas o gasto durante o período de construção, e este segundo Pisani (2008) deve ser

calibrado durante todo o ciclo de vida do edifício: projeto, construção, uso, manutenção e

pós-uso.

Os objetivos desta pesquisa foram: identificar soluções arquitetônicas, internacionais e

nacionais, que fazem uso de placas fotovoltaicas, a partir do ano de 2000; relacionar os

sistemas de geração de energia fotovoltaica encontrados nos projetos de arquitetura

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identificados e registrar e analisar as relações entre a linguagem da arquitetura proposta e

os elementos onde as placas fotovoltaicas foram acopladas.

O método utilizado nesta pesquisa passou inicialmente por duas etapas concomitantes que

foram: levantamentos bibliográficos e os estudos de campo, após estas etapas foram feitas

análises dos resultados e redação dos artigos e relatório.

A ENERGIA FOTOVOLTAICA

A crise mundial petrolífera da década de 1970 provocou maior interesse em estudar o uso

da energia fotovoltaica fora do campo dos programas espaciais para remediar o problema

de energia em diversos segmentos. Segundo VALLÊRA e BRITO (2006), impulsionada pela

crise energética houve um significativo investimento em pesquisas e aplicações práticas

para reduzir o custo da produção das células fotovoltaicas.

Nas últimas décadas o desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica cresce ininterruptamente,

desempenhando um papel significativo na produção de energia elétrica mundial. De acordo

com a publicação “Global Market Outlook for Photovoltaics until 2014”, até o final de 2008, a

energia fotovoltaica mundial instalada estava por volta de 16 GW (gigawatt) e quase 23 GW

são instalados em nível mundial, produzindo cerca de 25 TWh (terawatt-hora) de

eletricidade por ano.

Na figura 1.1 a seguir é apresentado o cenário do crescimento futuro da produção de

energia fotovoltaica no mundo e a figura 1.2 mostra a evolução anual do mercado

fotovoltaico de 2000 a 2009.

Figura 1.1 - Cenário de uma possível evolução mundial de energia elétrica até 2040.

Fonte: Vallêra, 2006, p.38.

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Figura 1.2.- Evolução anual do mercado fotovoltaico nos anos 2000-2009.

Fonte: Despotou et al.(2010,p.6) .

Segundo Vallêra (2006), o emprego de energia fotovoltaica apresenta crescentes vantagens

tais como: Trata-se de uma energia limpa, não poluente; possui uma fonte inesgotável,

universal e gratuita; não possui componentes móveis, durando mais de 30 anos sem muitos

gastos com manutenção; é uma estrutura feita em módulos, o que facilita sua extensão;

pode contribuir na linguagem do edifício sendo capaz de substituir revestimentos;

democratiza a rede elétrica local, uma vez que descentraliza a produção de energia.

Atualmente a energia fotovoltaica é utilizada amplamente em países com potencial solar

energético relativamente fraco comparado ao do Brasil, como os europeus. Nestes a

pesquisa e o desenvolvimento da energia fotovoltaica feita ao longo dos anos acarretou em

maior interesse de mercado, na produção variada de componentes e conseqüentemente na

redução de custos da produção desta energia limpa. Assim, percebeu-se que o

desenvolvimento do processo fotovoltaico se fez possível graças ao interesse e ao

investimento na produção de novas fontes de energia de boa eficiência e de baixo impacto

ambiental.

2.Tecnologias fotovoltaicas disponíveis:

Segundo Fraile et al (2010) o material semicondutor mais comum e utilizado nas células

fotovoltaicas é o silício (Si),que é o elemento mais abundante na areia. Sua disponibilidade é

ilimitada em seu estado natural, uma vez que o silício é o segundo matéria-prima mais

abundante na face da Terra.

O processo de produção de módulos fotovoltaicos é mostrado na figura 2.1 a seguir.

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Figura 2.1: Esquema do processo de produção de módulos fotovoltaicos por tecnologia cristalina.

Fonte: FRAILE, Daniel; LATOUR, Marie; GAMMAL, Adel El; ANNET, Michael. (2010, p.4)

Tradução da autora.

3. Sistema fotovoltaico

Os sistemas fotovoltaicos possuem uma configuração básica onde o sistema deverá ter

necessariamente uma unidade de controle de potência e uma unidade de armazenamento.

Ele pode ser classificado em três categorias: sistemas isolados, híbridos e conectados a

rede. (Figura 3.6)

Figura 3.6- Configuração básica de um sistema fotovoltaico.

Fonte: CRESESB (2010)

3.1. Tipos de células

Figura3.1: célula de silício monocristalino

Fonte: NIGBO (2010)

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3.1.1 Células de Silício Monocristalino (Mono c-Si)

As células compostas de silício monocristalino são as mais empregadas e comercializadas

como conversores diretos de energia solar em eletricidade. (FRETIN, 2009, p.54).

3.1.2 Células de Silício Policristalino (multicristalino ou multi c-Si)

Nascimento (2004) explica que a produção das células cristalinas é feita a partir de blocos

de silício obtidos por fusão de silício puro em moldes especiais. Estando nos moldes, o

silício esfria lentamente e solidifica-se, resultando numa estrutura policristalina com

superfícies de separação entre os cristais, ou seja, os átomos não são organizados num

único cristal.

3.1.3. Células de filmes finos

Segundo Fraile et al (2010) as células de filmes finos são construídas por meio do depósito

de camadas extremamente finas de materiais fotossensíveis, sobre um suporte de baixo

custo, como o vidro, aço inoxidável ou plástico. Trata-se de uma forte opção para sistemas

fotovoltaicos de baixo custo. Entretanto, sua eficiência é ainda mais baixa que as células

mono e policristalinas de silício.

3.1.4. Células solares orgânicas

São feitas a partir de materiais mais baratos que as de silício e por meio de processos mais

simples, em substratos leves e flexíveis, e podem equipar iPods e laptops alimentados por

etiquetas de identificação por rádio-frequência ( Radio-Frequency Identification -

RFID).(LEMOS, 2005) . Segundo a publicação do Global Energy Network Institute, diante do

custo ainda relativamente alto as células solares de silício cristalino, as células orgânicas

apresentam-se como uma possível promessa para abrir novos mercados no campo da

energia solar.

3.1.5. Células de TiO2

De acordo com Lemos (2005) pesquisadores da Universidade Bath na Inglaterra, fizeram

uso de um elemento incomum no desenvolvimento de uma nova alternativa para a produção

de células solares. Trata-se de um branqueador, elemento presente nas pastas de dentes,

que ao cobrirem partículas de dióxido de titânio (TiO2) absorvem a luz solar.

4. Energia fotovoltaica na Arquitetura e Urbanismo

Segundo o centro de sustentabilidade aplicado ao ambiente construído BiPV Competence

Centre, localizado em Canobbio na Suíça, BIPV (Building Integrated Photovoltaics) é o

nome dado a um sistema de integração da tecnologia fotovoltaica com a arquitetura e

urbanismo, objetivando a produção de energia conectada ao edifício e demais elementos

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construídos, de forma que os componentes que a geram fazem parte das demais

condicionantes de projeto.

Na última década a integração entre os componentes fotovoltaicos e a arquitetura está

acontecendo por meio de pesquisas de novos elementos que atendem aos objetivos: boa

arquitetura e sustentabilidade energética. Os produtos para a construção civil com células

fotovoltaicas são capazes de substituir os componentes tradicionais.

A diversidade de tipos de placas fotovoltaicas permite que o arquiteto explore inúmeras

possibilidades de integração destas no edifício ainda na fase de projeto. Observou-se que

cada vez mais surgem novos tipos de células, o que indica uma tendência de maior

produção e redução de seus custos. Os diversos tipos de células fotovoltaicas possibilitam

explorar a sinergia de elementos construtivos podendo melhorar a eficiência energética do

edifício em suas instalações. Durante o processo projetual o arquiteto pode trabalhar a

linguagem da sua produção com elementos construtivos como: brises, coberturas, pisos,

esquadrias e elementos de vedos de fachadas.

Infelizmente no Brasil, o emprego da energia fotovoltaica como uma das condicionantes de

projeto ainda não é realidade. Encontram-se pesquisas sobre o assunto e protótipos, sendo

de acordo com Rüther e Dacoregio (2000), a primeira aparição de um sistema integrado em

edifício no Brasil foi inaugurada em Florianópolis, no estado de Santa Catarina no edifício de

Laboratório de Energia Solar (LABSOLAR). Apesar do grande potencial energético solar

que o país dispõe a energia fotovoltaica ainda é pouco utilizada. Há inúmeras propostas de

construção de usinas fotovoltaicas, entretanto ainda aguardam aprovações e investimentos,

sejam esses públicos ou privados, tais como as usinas fotovoltaicas da cidade de Horizonte,

no Ceará e a de Votuporanga, em São Paulo.

5. Tipos de aplicações de sistemas fotovoltaicos integradas ao edifício (BIPV):

Segundo European Photovoltaic Techology Plataform (2007) o edifício construído permite

diversas aplicações do sistema fotovoltaico em seus sistemas, tais como:

-Coberturas;

-Paredes externas;

-Fachadas semi-transparentes;

-Clarabóias;

-Brises.

A seguir são detalhados os diversos componentes de um edifício com possibilidades de

aplicações no sistema fotovoltaico.

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5.1. Coberturas

As coberturas são consideradas ideais para a integração do sistema fotovoltaico, uma vez

que possuem, normalmente, uma grande superfície sem sombras. No entanto é necessário

distinguir o uso do sistema fotovoltaico nas coberturas planas e dos telhados inclinados,

bem como a inserção do edifício na cidade, pois outras construções podem gerar sombras.

Em telhados inclinados, os módulos fotovoltaicos podem ser fixados na parte superior do

telhado. Este tipo de aplicação de baixo custo pode ser utilizado em telhados existentes e é

conhecido como Builiding Adapted PV (BAPV). (Figuras 5.1 e 5.2)

Figura 5.1: Telha composta por quatro células fotovoltaicas. Figura 5.2: Herne Hill School, Reino

Unido.

Fonte: TERGOLASOLARE (2010) Fonte: SOLAR CENTURY (2010)

As coberturas planas têm a vantagem de possuírem fácil acessibilidade e instalação, além

de proporcionar certa liberdade em relação à orientação dos módulos fotovoltaicos. Nesse

tipo de instalação, alguns cuidados devem ser tomados durante a fixação do arranjo para

evitar a quebra da integridade da cobertura. O peso adicional do arranjo fotovoltaico também

deve ser considerado, assim como a força dos ventos que podem arrebentar os módulos.

5.2. Paredes externas

Os módulos fotovoltaicos podem ser adicionados às paredes existentes e compor a fachada

do edifício. Nesse caso, os módulos são adicionados à estrutura e não há a necessidade de

uma barreira térmica protetora, uma vez que esse papel já é realizado pela estrutura sob os

módulos. As lâminas fotovoltaicas de vidro podem substituir o revestimento convencional,

funcionando de forma semelhante aos vidros fumês e servem também como proteção

prolongada contra intempéries e podem ser produzidas sob qualquer medida, forma, modelo

e cor. Assim, os módulos fotovoltaicos podem ser configurados como um elemento

multifuncional do edifício.

As figuras 5.3 e 5.4 a seguir são alguns exemplos de módulos fotovoltaicos utilizados em

paredes externas.

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Figura 5.3 Oekotherm, Schörflingen, Austria Figura 5.4 SCHOTT Ibèrica SA, Barcelona, Espanha.

Fonte: ERTEX SOLAR (2010) Fonte: PV SUNRISE(2009)

5.3. Fachadas semitransparentes

As lâminas fotovoltaicas de vidro podem ser aplicadas em esquadrias resultando numa

fachada semitransparente. A transparência é normalmente alcançada com a utilização dos

seguintes artifícios:

- Quando a espessura da célula fotovoltaica é muito fina ou apresenta ranhuras e permite a

visualização para o exterior. Módulos de filmes finos semitransparentes são especialmente

apropriados para este tipo de aplicação e outra opção é o uso de células cristalinas

semitransparentes;

-Uso de células cristalinas colocadas em lâminas espaçadas para que haja a filtração parcial

da luz através do módulo fotovoltaico atingindo a um ambiente interno. O efeito da luz vindo

desses painéis resulta num jogo de sombras no edifício.

Adicionar camadas de vidro na base do módulo semitransparente pode oferecer isolamento

térmico e acústico. Outros requisitos também podem ser projetados de acordo com a

necessidade individual de cada projeto, uma vez que tais módulos fotovoltaicos de vidro são

componentes multifuncionais do edifício. (Figura 5.5)

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Figura 5.5 : University of East Anglia, Norwich, Reino Unido.

Fonte: PV SUNRISE (2009)

Os painéis fotovoltaicos semi-transparentes de vidro também podem ser coloridos,

possibilitando composições na fachada . Segundo a OnyxSolar (2011) dependendo da

tonalidade da cor do módulo há perda de energia.

As figuras 5.6 e 5.7 mostram as diferentes tonalidades de módulos fotovoltaicos.

Figuras 5.6 e 5.7: Tonalidades de módulos fotovoltaicos.

Fonte: ONYX SOLAR (2011)

Segundo Meinhold (2009), um novo tipo de célula solar está sendo desenvolvido pela

GreeSun Energy, em Jerusalém, e pode gerar luz difusa utilizando um painel especializado

colorido. (Figura 5.8). Trata-se de painéis feitos com corantes fluorescentes e de

nanopartículas de metais que não necessitam de luz solar direta para gerar energia. Tais

painéis fluorescentes abrem possibilidades para novos partidos em fachadas fotovoltaicas.

Fig 5.8. Módulo colorido fotovoltaico.

Fonte: MEINHOLD (2009)

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5.4. Clarabóias

As estruturas das clarabóias também são lugares interessantes na aplicação do sistema

fotovoltaico por combinarem a vantagem da difusão da luz no edifício e a superfície livre e

propícia para a instalação de módulos ou lâminas fotovoltaicas. Neste tipo de aplicação, os

elementos fotovoltaicos fornecem tanto luz quanto eletricidade para a construção. Os

módulos fotovoltaicos e as estruturas de apoio utilizados nesse tipo de aplicação são

semelhantes àqueles utilizados em fachadas semitransparentes de vidro.

A figura 5.9 a seguir mostra um exemplo de clarabóia com sistema fotovoltaico.

Figura 5.9: Bastad Hotell & Tennis, Bastad, Suécia.

Fonte: ERTEX SOLAR (2010)

5.5. Sistemas de sombreamento

Os módulos fotovoltaicos de diferentes formas podem ser utilizados como elementos de

sombreamento sobre as janelas, como parte de uma cobertura de vidro ou como sobre-

cobertura. As figuras 5.10 a seguir mostram um exemplo de sistema fotovoltaico de

sombreamento.

Figura 5.10 : Sunbury Building, Ashford, Reino Unido

Fonte: BP SOLAR (2010)

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5.6. Piso

A OnyxSolar e a Butech (2011) desenvolveram um painel fotovoltaico semi-transparente

que pode ser utilizado como revestimento de piso. (Figura 5.11)

Figura 5.11: Piso fotovoltaico.

Fonte: DESIGN BUILD SOLAR (2011)

6. Referências arquitetônicas

A pesquisa detectou nove referências arquitetônicas. Foram escolhidas por apresentarem as

melhores soluções do emprego de placas fotovoltaicas na arquitetura. Os estudos dessas

referências projetuais, discriminadas na tabela 1 a seguir, são importantes para alimentar

novos processos de projeto arquitetônico com objetivos de sustentabilidade no quesito

energético.

TABELA 1- Referências Projetuais e local onde foram empregadas placas fotovoltaicas

No. Nome do Edifício

Uso das placas fotovoltaicas

Fonte da imagem

Imagens

1.

Edifício Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello

(CENPES)

Cobertura

Fonte: MELENDEZ (2007, s/p.)

2. Sino-Italian Ecological and Energy Efficient Building

(SIEEB)

Brises

Fonte: GEROLLA (2007)

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3. Colorado Court Project

Fachada

Fonte: CITY OF SANTA MONICA [20--]

4. GreenPix – Zero Energy Media

Wall

Fachada

Fonte:GREENPÍX[20--]

5. Santa Monica Civic Center Parking Structure

Cobertura

Fonte: KRISCENKI (2008)

6. Office Building of SCHOTT Iberica

Fachada

Fonte: SCHOTT (2007)

7. Talleres y Oficinas de Total Energie

Cobertura

Fonte: GAUZIN-MULLER (2003)

8. Edificio Habitat y Trabajo

Cobertura

Fonte: GAUZIN-MULLER (2003)

9. The Main Stadium for the World Games 2009

Envoltória

Fonte: SEBASTIAN (2009)

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CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esta pesquisa atingiu seus objetivos ao: identificar soluções arquitetônicas de casos

internacionais que fazem uso de placas fotovoltaicas integradas ao edifício; relacionar os

sistemas de geração de energia fotovoltaica encontrados nos projetos de arquitetura

identificados e registrar as relações entre a linguagem da arquitetura proposta e os

elementos onde as placas fotovoltaicas foram acopladas identificando os tipos de aplicações

nos componentes construtivos tais como: brise, cobertura, fachada, envoltória, clarabóia,

piso, entre outros.

Conclui-se que a atual demanda mundial por energia em edifícios requer cada vez mais

pesquisa e desenvolvimento da integração entre energia e edifício, pois a construção de

uma usina fotovoltaica necessita de uma área muito extensa para seu funcionamento e, no

caso da incorporação desta no edifício tem-se uma compactação do espaço e uma maior

eficiência energética.

Os componentes construtivos estudados não são encontrados no mercado nacional, mas,

se os arquitetos se interessarem no emprego destes em seus projetos, brevemente poderão

estar à disposição para serem utilizados com eficiência, devido ao potencial solar do nosso

território.

Os resultados desta pesquisa são importantes por analisarem e divulgarem os componentes

construtivos com células fotovoltaicas e identificarem arquiteturas internacionais de boa

qualidade que já empregam o sistema, minimizando o consumo de energia das construções,

na busca dos edifícios e cidades sustentáveis.

REFERÊNCIAS

AUSTRALIAN SOLAR MANUFACTURING - PTYLTD. Disponível em <

www.australiansolarmanufacturing.com.au/main/page_information.html> Acesso em 24

ago.2010.

BP SOLAR. Disponível em: < www.bp.com>. Acesso em 20 out. 2010.

BRASIL. Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Atlas de energia elétrica do

Brasil / Agência Nacional de Energia Elétrica. – Brasília: ANEEL, 2002.

CARDOSO, Francisco F. Certification “Operation HQE Tertiaire 2002” – Certificação de

“Empreendimento Comercial de Elevado Desempenho Ambiental 2002”. PCC

USP/CSTB, abr 2003. Disponível

em:<fcardoso.pcc.usp.br/Certificação%20França%20HQE%20portugues.pdf>. Acesso em

25 ago. 2010.

Page 16: Lais sunaga

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011

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CITY OF SANTA MONICA. Disponível em:

<www.smgov.net/Departments/OSE/Categories/Green_Building/Colorado_Court_Project.asp

x> Acesso em 5 dez. 2010

CRESESB- Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito.

Disponível em:< www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/tutorial/tutorial_solar.htm>. Acesso

em 11 set. 2010.

DESIGN-BUILD SOLAR. Disponível em: < www.design-

buildsolar.com/research_and_development> Acesso em 6 mar. 2011.

DESPOTOU, Eleni; GAMMAL, Adel El; FONTAINE, Benjamin, MONTORO, Daniel Fraile,

LATOUR, Marie; LENOIR, Sophie; MASSON, Gaëtan; PHILBIN, Patricia; BUGGENHOUT e

Pieterjan Van. Global Market Outlook for Photovoltaics until 2014. European Photovoltaic

Industry Association (EPIA). Brussels, maio de 2010¸p. 1-27. Disponível em <

www.epia.org/publications/epia-publications.html> Acesso em 23 ago. 2010.

EDWARDS, Brian. Guía básica de la sostenibilidad. Gustavo Gili, Barcelona, 3ª. Ed.,

2005.

ERTEX SOLAR. Disponível em < www.ertex-solar.at> Acesso em 20 out. 2010

EUROPEAN SUNRISE PROJECT,2007, Bruxela. In : 6th European Framework

Programme for Research and Technological Development. Disponível em:

<www.aie.eu/files/RES%20TF/BIPV_web.pdf>. Acesso em 2 set. 2010

FRAILE, Daniel; LATOUR, Marie; GAMMAL, Adel El; ANNET, Michael. Photovoltaic energy-

Eletricity from the sun. European Photovoltaic Industry Association (EPIA), Brussels, abril

de 2010. p. 1-16

FRETIN, Dominique. De Helii Architecturis: perspectivas e posturas para o

desenvolvimento de arquiteturas solares no século. Tese (Doutorado em Arquitetura e

Urbanismo) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2009.

GAUZIN-MULLER, Dominique. Arquitectura Ecológica. Estados Unidos: Editorial Gustavo

Gili, 2003.

GEROLLA, Giovanny. Adaptação ao meio. Revista AU, São Paulo, n. 158,p.52-63, mai.

2007.

GREENPIX- The Zero Energy Media Wall. Disponível em <www.greenpix.org/> Acesso em

28 nov. 2010.

Page 17: Lais sunaga

Universidade Presbiteriana Mackenzie

17

KATO, Cristiano Arns. Arquitetura e sustentabilidade: projetar com ciência da energia

Dissertação (Mestrado em arquitetura e urbanismo) - Pós-Graduação da Universidade

Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2007.

KRISCENKI, Ali. 1st LEED PARKING GARAGE: Santa Monica Civic Center. Inhabitat. 14

abr. 2008. Disponível em: < inhabitat.com/first-leed-certified-parking-garage/> Acesso em 5

dez.2010

LAMBERTS, Roberto, DUTRA, Luciano e PEREIRA, Fernando O.R. Eficiência energética

na arquitetura. Ed. PW, São Paulo, 1997.

MEINHOLD, Bridgette. Colored Solar Panels Don’t Need Direct Sunlight. Inhabitat. 18

set.2009. Seção Architecture. Disponível em:< inhabitat.com/colored-solar-panels-dont-

need-direct-sunlight/>. Acesso em 27 mar.2011

MELENDEZ,Adilson. Soluções ecoeficientes em complexo para tecnologia de ponta.

Revista PROJETO DESIGN, São Paulo, n.332, out. 2007.

NINGBO BEST SOLAR ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. Disponível em

<www.cnbestsolar.com/ > Acesso em 24 ago. 2010.

ONYXSOLAR. Disponível em: <www.onyxsolar.com/colored-photovoltaic-glass.html>

Acesso em 5 mar.2011

PISANI, Maria Augusta Justi; AMODEO, Wagner; FRETIN, Dominique; BEDENDO, I. A.;

YAMAMOTO, A. H.; TOLEDANO, V.; VIEIRA, B. A.; FAIM, G. N. Sustentabilidade em

Projetos Arquitetônicos Brasileiros: Uma Pesquisa Exploratória. Relatório de Pesquisa,

São Paulo, MackPesquisa Fundo Mackenzie de Pesquisa, 2008.

PROGRAMA HABITARE. Habitare: resultados de impacto 1995|2007. Editores: Carlos

Eduardo Sartor (FINEP) e Roberto Lamberts (UFSC), São Paulo, s/d. Disponível em:

http://www.habitare.org.br/doc/divulgacao/relatorio_1995-2007.pdf . Acesso em: 28/03/2010.

SCHOTT AG. Disponível em:

<www.schott.com/architecture/english/download/schott_iberica_engl.pdf>. Acesso em 7

mar.2011

SEBASTIAN,J. Taiwan Powered Stadium/KRIS ito. ArchDaily. 19 mai. 2009. Seção Sports

Architecture. Disponível em: < www.archdaily.com/22520/taiwan-solar-powered-stadium-

toyo-ito/>. Acesso em 7 mai. 2011

SILVA, Vanessa Gomes da. Avaliação da sustentabilidade de edifícios de escritórios

brasileiros: diretrizes e base metodológica. Tese (Doutorado em Engenharia Civil).

Escola Politécnica. Universidade de São Paulo, São Paulo. 2003.

Page 18: Lais sunaga

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011

18

SOLAR CENTURY. Disponível em: < www.solarcentury.co.uk> Acesso em 17 out. 2010.

SOLAR TECHNOLOGIES. Disponível em: < www.solartechnologies.co.uk/Gallery/> Acesso

em 17 out. 2010.

TERGOLASOLARE. Disponível em: <

www.areaindustrie.it/web/ari/tegolasolare/static.php?p=tegolasolare1> Acesso em 14 nov.

2010

VALLÊRA, António M. e BRITO, Miguel Centeno. Meio século de história fotovoltaica.

Gazeta de Física, vol. 29, fascículo 1-2. Lisboa: Sociedade Portuguesa de Física, janeiro

de 2006, p.10-15. Disponível em:< solar.fc.ul.pt/gazeta2006.pdf. >Acesso em: 17 ago. 2010.

VALLÊRA, António. Energia Solar Fotovoltaica. Gazeta de Física, vol.29, fascículo 1-2.

Lisboa: Sociedade Portuguesa de Física, janeiro de 2006, p.36-41. Disponível em:

<nautilus.fis.uc.pt/gazeta/> Acesso em 20 ago 2010.

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